【薬学生向け】分かりやすいインスリンの話
インスリンとは
インスリンとは血糖値を下げてくれる唯一のホルモンです。
食事により摂取された糖は血液に入ることで、血糖値を上昇させます。
血糖値が上がると膵臓のランゲルハンス島にあるβ細胞からインスリンが分泌されるといった仕組みになっています。
糖はエネルギーなので、血液に入っているだけでは意味がありません。
インスリンはこの血液中の糖を筋肉や肝臓、脂肪組織に取り込むことでエネルギーとして利用したり、貯蔵を行っているというわけです。
膵β細胞からインスリンが分泌されるまで
血糖値の上昇をきっかけにインスリンは分泌されるのですが、具体的にはどういった流れで分泌まで至っているのでしょうか？
下記が詳しい流れです。
①グルコースの血中濃度が上昇
②GLUT２という糖輸送タンパクによってグルコースが膵β細胞内に流入
(GLUTはglucose transporterの略)
③膵β細胞内のミトコンドリア内でTCA回路や解糖系で代謝され、グルコ
ースはATPに変換
④ATPが増えるとATP感受性のＫ⁺チャネルが閉鎖し、細胞は正に帯電
(通常、Ｋ⁺チャネルは開いており、Ｋ⁺が細胞外へ流出するため細胞は負
に帯電している)
⑤正に帯電した結果、脱分極が起こり、Ca²⁺チャネルが開く
⑥Ca²⁺チャネルからCa²⁺が細胞内に流入
⑦細胞内Ca²⁺濃度が上昇により、インスリン分泌顆粒を刺激
⑧インスリン分泌部位が開口され、インスリンが放出される
分泌されたインスリンにより血糖値が降下するまで
続いては、分泌されたインスリンがどういった機序で血糖値を降下させているかについてお話ししようと思います。
もちろん、血糖値が降下するということは、血液中の糖が細胞内に取り込まれるということです。
下記が詳しい流れです。
①標的細胞膜上にあるインスリン受容体(α、β)にインスリンが結合
②インスリン受容体はリン酸化されて活性化
③細胞内のインスリン受容体基質などをリン酸化
④小胞に蓄積されているGLUT4を細胞膜上へと移動させる
⑤GLUT4を通して細胞内に糖が取り込まれる
インスリン抵抗性
続いては、インスリン抵抗性についてのお話です。
今までの話で、インスリンが分泌されてから、作用するまでの流れは分かっていただけたと思います。
糖尿病の原因には、インスリン分泌能が低下している他にも、インスリンに対しての抵抗性が増幅しているということが挙げられます。
では、どういった機序でインスリン抵抗性が増幅してしまっているのでしょう？
その主な原因が内臓脂肪型肥満によるものです。
では、どういった機序で内臓脂肪がインスリンの抵抗性を亢進させているのかをお話していこうと思います。
〈肥満によるインスリン抵抗性亢進〉
脂肪細胞は脂質の貯蔵だけでなく、アディポサイトカインを分泌するといった働きもしています。
アディポサイトカインには悪玉と善玉があるのですが、脂肪細胞が肥大化してしまうと、この分泌バランスが崩れてしまいます。
特に皮下脂肪型より内臓脂肪型の肥満者では悪玉アディポサイトカインが多く分泌されます。
アディポサイトカイン分泌バランスが崩れることで、GLUT4の細胞膜上への移動が阻害されたり、インスリン感受性が弱められたりするというわけです。
以上の機序で肥満は、骨格筋や肝臓でのインスリン抵抗性亢進に関与しているのです。